Более десятка новых органических соединений спиропиранов, меняющих цвет при изменении освещения, синтезировали ученые НИИ физической и органической химии ЮФУ. Полученные вещества могут использоваться в качестве флуоресцентных зондов и маркеров для медицинских приложений, а также могут оказаться перспективными средствами в борьбе с раковыми клетками и хроническими заболеваниями.
Спиропираны – это органические соединения, обладающие фотохромными (изменяют цвет при воздействии света) свойствами. Благодаря этой особенности такие молекулы могут использоваться в медицинских и других технологиях в качестве зондов и маркеров с фотоуправляемой флуоресценцией.
Исследователи Южного федерального университета синтезировали 12 новых спиропиранов с фотоуправляемой флуоресценцией, в структуру которых входят различные заместители и анионы.
В рамках исследования было установлено влияние строения полученных соединений на их свойства. Так, по словам ученых, токсичность соединений зависит от аниона в составе молекулы, а спектральные характеристики определяются прежде всего структурой молекулярного катиона.
«Это означает, что за счет выбора структуры молекулярного катиона можно получить вещество с нужными флуоресцентными характеристиками. А затем, подобрав подходящий анион, можно отрегулировать токсичность веществ», – пояснил старший научный сотрудник лаборатории специального органического синтеза Артем Пугачев.
Ученый также отметил, что наименее токсичные флуоресцентные красители могут использоваться как маркеры для безопасного окрашивания живых тканей. Наиболее токсичные могут применяться в качестве тераностических агентов – специальных молекул, которые помогают обнаружить и уничтожить клетки раковой опухоли или скопление патогенных микроорганизмов.
С помощью наименее токсичных соединений и флуоресцентного микроскопа ученые успешно визуализировали планктонные бактерии и бактериальные биопленки различных микроорганизмов.
В ближайшее время планируется исследовать противораковую активность полученных соединений. Ученые также рассчитывают получить и изучить спиропираны с другими функциональными заместителями и катионными гетероциклическими фрагментами, которые могут хорошо растворяться в воде и обладать антибактериальными и противораковыми свойствами.
Важно отметить, что о готовых препаратах и решениях, доступных в медицинских учреждениях и в аптеках, пока говорить еще очень рано, пока разработан только подход к потенциальному лечению ряда заболеваний, в том числе и онкологических, но до его практического внедрения нужны еще годы доклинических и потом, если метод себя оправдает, то и клинических исследований.
Исследование, результаты которого опубликованы в научном журнале ChemBioChem, поддержано федеральной программой «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты») и выполнено в соответствии с программой стратегического проекта «Форсаж материалов», а также проекта РНФ «Фотоуправляемые флуоресцентные маркеры и зонды на основе новых спиропиранов, функционирующие в ближнем ИК-диапазоне» (Проект № 22-73-00330).
Источник: Центр общественных коммуникаций Южного федерального университета.
